一种超薄导热胶带及其制备方法与流程

1.本发明涉及电子胶黏品技术领域，尤其涉及一种超薄导热胶带及其制备方法。


背景技术：

2.科技的发展和市场需求使电子器件向小型化、轻量化、结构紧凑化、运行高效化的方向发展。轻薄化的电子器件工作效率和工作强度越来越大，内部功率密度明显提高，使得其在运行过程中不能很好的散热，进而降低电子设备的使用性和可靠性。可见，散热效果是电子器件轻薄化设计的关键。
3.为了实现快速高效散热，导热胶带必不可少。在电子设备中各类热源发生器与散热器之间是通过导热胶带进行导热连接的，导热胶带不仅用于固定电路板上的元器件，还可以把电子元件内部产生的大量热量及时传导及散出。导热胶带的性能直接影响散热效果，开发综合性能和性能稳定性优异的导热胶带是保证电子元件正常工作，延长使用寿命，提高电子设备安全性和可靠性的关键。
4.超薄导热胶带可以使电子产品紧凑的内部空间得以充分利用，并且有利于散热，是为满足电子器件轻薄化发展要求而发展起来的一种胶带。然而，市面上的超薄导热胶带还或多或少存在导热效果不明显，粘结性能有限，耐高温性能有待进一步提高的缺陷。
5.为了解决上述缺陷，中国专利文献cn104178048b公开了一种超薄型导热胶带，所述胶带为具有基材或者无基材的单面胶带或双面胶带；当所述胶带为无基材的胶带时，所述胶带由厚度为0.5-2μm的导热胶构成；当所述胶带为具有基材的胶带时，所述胶带由厚度为1-5μm基材和单面或双面总厚度为0.5-2μm的导热胶构成，所述导热胶由高分子聚合物中添加纳米陶瓷导热填料、纳米金属导热填料以及碳纳米管或石墨烯制成。该发明的超薄型导热胶带由于采用了上述导热胶，其可以制作薄至0.5μm的厚度且具有20w/(m
·
k)以上的导热系数，并且该厚度下的导热胶带可以具备相对现有的导热胶带更大的力学强度，具备更好的机械性能。然而，该导热胶带耐高温性能和粘结性能有待进一步提高。
6.可见，开发一种导热性能好，耐高温性能和粘结性能佳，使用寿命长的超薄导热胶带及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进超薄导热胶带领域的发展具有非常重要的意义。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于提供一种导热性能好，耐高温性能和粘结性能佳，使用寿命长的超薄导热胶带及其制备方法。
8.为达到以上目的，本发明提供一种超薄导热胶带，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂20-30份、可溶性松香基聚酰亚胺8-12份、4,4-二氨基二苯硫醚2-4份、苯代三聚氰胺1-3份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷1-3份、纳米硼纤维3-5份、偶联剂1-3份、导热填料35-45份、溶剂70-100份。
9.优选的，所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂是按中国发明专利文献cn104311832b中实施案例18中的方法制成。
10.优选的，所述可溶性松香基聚酰亚胺的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述可溶性松香基聚酰亚胺是按中国发明专利文献cn102690414b中实施例1中的方法制成。
11.优选的，所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的cas号为164017-77-0，型号为ecotion
®
poss101。
12.优选的，所述纳米硼纤维的平均直径为100-300nm，长度为3-6mm。
13.优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。
14.优选的，所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:(0.8-1.2):(0.5-0.8):(0.3-0.5)混合形成的混合物。
15.优选的，所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为0.5-5μm，厚度为0.8-1.2nm。
16.优选的，所述金刚石的粒径为1000-1300目，所述氮化硼的粒径为800-1000目，所述碳化硅的粒径为500-800目。
17.优选的，所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一种。
18.优选的，所述第一离型层的厚度为20-30微米，所述第二离型层的厚度为20-30微米；所述导热胶层的厚度为0.5-2微米。
19.优选的，所述第一离型层的制备材料为pet离型膜、cpp薄膜、opp薄膜、bopp薄膜、离型纸中的任意一种。
20.优选的，所述第二离型层的制备材料为pet离型膜、cpp薄膜、opp薄膜、bopp薄膜、离型纸中的任意一种。
21.本发明的另一个目的，在于提供一种超薄导热胶带的制备方法，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于30-50℃下熟化3-5天，得到超薄导热胶带。
22.优选的，步骤s2中所述涂布速度为8-18m/min。
23.由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：（1）本发明公开的超薄导热胶带，通过胶带的超薄和无基材设计能够更加快速的导热，有利于电子元件的散热。直接通过离型膜贴合后即可，制备工艺简单，操作使用方便，制备效率和成品合格率高，对设备依赖性小，适于连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。
24.（2）本发明公开的超薄导热胶带，所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:(0.8-1.2):(0.5-0.8):(0.3-0.5)混合形成的混合物；通过这些导热填料组分及其粒径的复配，在保持胶带粘结性能的前提下，提高了胶带的导热能力和散热能力。
25.（3）本发明公开的超薄导热胶带，所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂20-30份、可溶性松香基聚酰亚胺8-12份、4,4-二氨基二苯硫醚2-4份、苯代三聚氰胺1-3份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷1-3
份、纳米硼纤维3-5份、偶联剂1-3份、导热填料35-45份、溶剂70-100份。通过各原料之间的相互配合共同作用，使得制成的超薄导热胶带导热性能好，耐高温性能和粘结性能佳，使用寿命长。在导热胶层分子结构中同时引入聚醚砜型超支化环氧树脂、松香基聚酰亚胺、苯硫醚、苯代三聚氰胺和笼型聚倍半硅氧烷结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的胶带导热性能、耐高温性能和粘结性能进一步提高，使用寿命进一步延长。通过与纳米硼纤维复配，进一步改善机械力学性能和导热散热性能。
具体实施方式
26.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
27.一种超薄导热胶带，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂20份、可溶性松香基聚酰亚胺8份、4,4-二氨基二苯硫醚2份、苯代三聚氰胺1份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷1份、纳米硼纤维3份、偶联剂1份、导热填料35份、溶剂70份。
28.所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂是按中国发明专利文献cn104311832b中实施案例18中的方法制成；所述可溶性松香基聚酰亚胺是按中国发明专利文献cn102690414b中实施例1中的方法制成；所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的cas号为164017-77-0，型号为ecotion
®
poss101；所述纳米硼纤维的平均直径为100nm，长度为3mm。
29.所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550；所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:0.8:0.5:0.3混合形成的混合物；所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为0.5μm，厚度为0.8nm；所述金刚石的粒径为1000目，所述氮化硼的粒径为800目，所述碳化硅的粒径为500目；所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
30.所述第一离型层的厚度为20微米，所述第二离型层的厚度为20微米；所述导热胶层的厚度为1微米；所述第一离型层的制备材料为pet离型膜；所述第二离型层的制备材料为pet离型膜。
31.一种超薄导热胶带的制备方法，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于30℃下熟化3天，得到超薄导热胶带；步骤s2中所述涂布速度为8m/min。
实施例2
32.一种超薄导热胶带，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂23份、可溶性松香基聚酰亚胺9份、4,4-二氨基二苯硫醚2.5份、苯代三聚氰胺1.5份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷1.5份、纳米硼纤维3.5份、偶联剂1.5份、导热填料37份、溶剂80份。
33.所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂是按中国发明专利文献cn104311832b中实施案例18中的方法制成；所述可溶性松香基聚酰亚胺是按中国发明专利文献cn102690414b中实施例1中的方法制成；所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的cas号为164017-77-0，型号为ecotion
®
poss101。
34.所述纳米硼纤维的平均直径为150nm，长度为4mm；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh560；所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:0.9:0.6:0.35混合形成的混合物；所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为2μm，厚度为0.9nm；所述金刚石的粒径为1100目，所述氮化硼的粒径为850目，所述碳化硅的粒径为600目；所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
35.所述第一离型层的厚度为23微米，所述第二离型层的厚度为22微米；所述导热胶层的厚度为1微米；所述第一离型层的制备材料为cpp薄膜；所述第二离型层的制备材料为cpp薄膜。
36.一种超薄导热胶带的制备方法，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于35℃下熟化3.5天，得到超薄导热胶带；步骤s2中所述涂布速度为11m/min。
实施例3
37.一种超薄导热胶带，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂25份、可溶性松香基聚酰亚胺10份、4,4-二氨基二苯硫醚3份、苯代三聚氰胺2份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷2份、纳米硼纤维4份、偶联剂2份、导热填料40份、溶剂85份。
38.所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂是按中国发明专利文献cn104311832b中实施案例18中的方法制成；所述可溶性松香基聚酰亚胺是按中国发明专利文献cn102690414b中实施例1中的方法制成；所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的cas号为164017-77-0，型号为ecotion
®
poss101。
39.所述纳米硼纤维的平均直径为200nm，长度为4.5mm；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh570；所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:1:0.65:0.4混合形成的混合物；所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为3.5μm，厚度为1nm；所述金刚石的粒径为1150目，所述氮化硼的粒径为900目，所述碳化硅的粒径为650目；所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
40.所述第一离型层的厚度为25微米，所述第二离型层的厚度为25微米；所述导热胶层的厚度为1微米；所述第一离型层的制备材料为opp薄膜；所述第二离型层的制备材料为opp薄膜。
41.一种超薄导热胶带的制备方法，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于40℃下熟化4天，得到超薄导热胶带；步骤s2中所述涂布速度为14m/
min。
实施例4
42.一种超薄导热胶带，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂28份、可溶性松香基聚酰亚胺11份、4,4-二氨基二苯硫醚3.5份、苯代三聚氰胺2.5份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷2.5份、纳米硼纤维4.5份、偶联剂2.5份、导热填料43份、溶剂95份。
43.所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂是按中国发明专利文献cn104311832b中实施案例18中的方法制成；所述可溶性松香基聚酰亚胺是按中国发明专利文献cn102690414b中实施例1中的方法制成；所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的cas号为164017-77-0，型号为ecotion
®
poss101。
44.所述纳米硼纤维的平均直径为250nm，长度为5.5mm；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570按质量比1:1:3混合形成的混合物；所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:1:0.65:0.45混合形成的混合物；所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为4.5μm，厚度为1.1nm；所述金刚石的粒径为1250目，所述氮化硼的粒径为950目，所述碳化硅的粒径为750目；所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺按质量比3:5混合形成的混合物。
45.所述第一离型层的厚度为28微米，所述第二离型层的厚度为28微米；所述导热胶层的厚度为1微米；所述第一离型层的制备材料为opp薄膜；所述第二离型层的制备材料为opp薄膜。
46.一种超薄导热胶带的制备方法，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于45℃下熟化4.5天，得到超薄导热胶带；步骤s2中所述涂布速度为16m/min。
实施例5
47.一种超薄导热胶带，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂30份、可溶性松香基聚酰亚胺12份、4,4-二氨基二苯硫醚4份、苯代三聚氰胺3份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷3份、纳米硼纤维5份、偶联剂3份、导热填料45份、溶剂100份。
48.所述端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂是按中国发明专利文献cn104311832b中实施案例18中的方法制成；所述可溶性松香基聚酰亚胺是按中国发明专利文献cn102690414b中实施例1中的方法制成；所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的cas号为164017-77-0，型号为ecotion
®
poss101。
49.所述纳米硼纤维的平均直径为300nm，长度为6mm；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550；所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:1.2:0.8:0.5混合形成的混合物；所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为5μm，厚度为1.2nm；所述金刚石的粒径
为1300目，所述氮化硼的粒径为1000目，所述碳化硅的粒径为800目；所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
50.所述第一离型层的厚度为30微米，所述第二离型层的厚度为30微米；所述导热胶层的厚度为1微米；所述第一离型层的制备材料为bopp薄膜；所述第二离型层的制备材料为bopp薄膜。
51.一种超薄导热胶带的制备方法，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于50℃下熟化5天，得到超薄导热胶带；步骤s2中所述涂布速度为18m/min。
52.对比例1本发明提供一种超薄导热胶带，其与实施例1相似，不同的是，没有添加可溶性松香基聚酰亚胺和石墨烯。
53.对比例2本发明提供一种超薄导热胶带，其与实施例1相似，不同的是，没有添加苯代三聚氰胺、纳米硼纤维和金刚石。
54.为了进一步说明本技术实施例中所涉及到的超薄导热胶带的意料不到的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2各组制成的超薄导热胶带进行相关性能测试，测试参考的标准和测试结果见表1；其中耐高温性能是通过将胶带在120℃下放置10h后观察有无松脱开裂现象，若不松脱不开裂则耐高温性能合格，否则不合格。
[0055][0056]
从表1可以看出，本发明实施例中制成的超薄导热胶带具有更好的剥离强度、初粘力和耐高温性能，且导热性能更佳。可溶性松香基聚酰亚胺、石墨烯、苯代三聚氰胺、纳米硼纤维和金刚石的加入对改善上述性能有益。
[0057]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其
等同物界定。

技术特征：
1.一种超薄导热胶带，其特征在于，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂20-30份、可溶性松香基聚酰亚胺8-12份、4,4-二氨基二苯硫醚2-4份、苯代三聚氰胺1-3份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷1-3份、纳米硼纤维3-5份、偶联剂1-3份、导热填料35-45份、溶剂70-100份。2.根据权利要求1所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷的型号为ecotion
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poss101。3.根据权利要求1所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述纳米硼纤维的平均直径为100-300nm，长度为3-6mm。4.根据权利要求1所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。5.根据权利要求1所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述导热填料是由石墨烯、金刚石、氮化硼、碳化硅按质量比1:(0.8-1.2):(0.5-0.8):(0.3-0.5)混合形成的混合物。6.根据权利要求5所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述石墨烯为单层石墨烯粉末，片径为0.5-5μm，厚度为0.8-1.2nm；所述金刚石的粒径为1000-1300目，所述氮化硼的粒径为800-1000目，所述碳化硅的粒径为500-800目。7.根据权利要求1所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一种。8.根据权利要求1所述的超薄导热胶带，其特征在于，所述第一离型层的厚度为20-30微米，所述第二离型层的厚度为20-30微米；所述导热胶层的厚度为0.5-2微米；所述第一离型层的制备材料为pet离型膜、cpp薄膜、opp薄膜、bopp薄膜、离型纸中的任意一种；所述第二离型层的制备材料为pet离型膜、cpp薄膜、opp薄膜、bopp薄膜、离型纸中的任意一种。9.一种根据权利要求1-8任一项所述超薄导热胶带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1、将导热胶层各原料按重量份混合，搅拌均匀；步骤s2、涂布于第一离型层上，形成导热胶层；再在导热胶层上与第二离型层贴合，收卷完成后置于30-50℃下熟化3-5天，得到超薄导热胶带。10.根据权利要求9所述超薄导热胶带的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述涂布速度为8-18m/min。

技术总结
本发明公开了一种超薄导热胶带及其制备方法，涉及电子胶黏品技术领域，自上而下依次包括第一离型层、导热胶层和第二离型层；所述导热胶层包括如下按重量份计的各原料制成：端基为环氧基的聚醚砜型超支化环氧树脂20-30份、可溶性松香基聚酰亚胺8-12份、4,4-二氨基二苯硫醚2-4份、苯代三聚氰胺1-3份、缩水甘油醚氧丙基笼型聚倍半硅氧烷1-3份、纳米硼纤维3-5份、偶联剂1-3份、导热填料35-45份、溶剂70-100份。本发明提供的超薄导热胶带导热性能好，耐高温性能和粘结性能佳，使用寿命长。使用寿命长。


技术研发人员：刘川 李晶 孙振超
受保护的技术使用者：宁波启合新材料科技有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/10/5